三級路由網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與實現(xiàn)畢業(yè)論文

1、<p>　　********學(xué)院</p><p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）</p><p>　　論文（設(shè)計）題目：三級路由網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與實現(xiàn)</p><p>　　所屬系別 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><

2、;p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　撰寫日期 2012 年 5 月</p><p><b>

3、　　摘 要</b></p><p>　　隨著時代的變遷，人類的進步，科技也在迅速的發(fā)展，人類已經(jīng)離不開了科技。作為計算機科學(xué)，它儼然成為了科技的重要發(fā)展之一。當(dāng)今的世界正從工業(yè)化社會向信息化社會轉(zhuǎn)變。一方面，社會經(jīng)濟已由基于資源的經(jīng)濟逐漸轉(zhuǎn)向基于知識的經(jīng)濟，人們對信息的需求越來越迫切，信息在經(jīng)濟的發(fā)展中起著越來越重要的作用，信息的交流成為發(fā)展經(jīng)濟最重要的因素。另一方面，隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等信息

4、技術(shù)的飛速發(fā)展，信息的傳遞越來越快捷，信息的處理能力越來越強，信息的表現(xiàn)形式也越來越豐富，對社會經(jīng)濟和人們的生活產(chǎn)生了深刻的影響。這一切促使通信網(wǎng)絡(luò)由傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)向高速多媒體信息網(wǎng)發(fā)展。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為計算機科學(xué)最重要的研究領(lǐng)域之一，尤其是在網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)方面，只有通過大量的實驗設(shè)計來掌握。本論文是通過參考大量書籍和進行的大量實驗設(shè)計過程中而完成的，實驗內(nèi)容主要分為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)介紹、IP路由協(xié)議、PPP、OSPF和實驗設(shè)計等部分。內(nèi)容安排

5、以循序漸進的方式進行，主要通過基礎(chǔ)的原理實驗來加深對網(wǎng)絡(luò)原理的理解，從而更加熟練的運用。</p><p>　　關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò)，IP路由，設(shè)計， 協(xié)議，PPP，OSPF</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the changing times, the progress of mankind, and

6、 also in the rapid development of science and technology, humans can't live without technology. As in computer science, it seems to have become one of the important developments of science and technology. Today's

7、 world is the transformation from industrial society to the information society. On one hand, the social economy from a resource-based economy is moving towards a knowledge-based economy, people demand more and more pres

8、sing for inform</p><p>　　Key words: network, IP routing, design, Protocol, PPP,OSPF</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題項

9、目背景1</p><p>　　1.2 課題現(xiàn)實意義1</p><p>　　2 實驗設(shè)計基礎(chǔ)2</p><p><b>　　2.1 物理層2</b></p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)鏈路層2</p><p><b>　　2.3 網(wǎng)絡(luò)層2</b></p>

10、<p><b>　　2.4 傳輸層2</b></p><p><b>　　2.5 會話層2</b></p><p><b>　　2.6 表示層2</b></p><p><b>　　2.7 應(yīng)用層3</b></p><p><b&

11、gt;　　3 PPP協(xié)議3</b></p><p>　　3.1 PPP協(xié)議簡介3</p><p>　　3.2 認證協(xié)議3</p><p>　　3.2.1 PAP認證4</p><p>　　3.2.2 CHAP認證4</p><p>　　4 OSPF協(xié)議5</p><p>

12、<b>　　5 路由器6</b></p><p><b>　　5.1 原理6</b></p><p>　　5.1.1 路由器原理7</p><p>　　5.1.2 路由器作用7</p><p>　　5.2 路由選擇8</p><p><b>　　6 三級路

13、由8</b></p><p>　　6.1 客戶要求8</p><p>　　6.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖8</p><p>　　6.3 IP地址規(guī)劃9</p><p>　　6.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置9</p><p>　　6.5 參考配置15</p><p>　　7 結(jié)果分析與討論18

14、</p><p><b>　　8 總結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1

15、課題項目背景</p><p>　　隨著時代的發(fā)展，在二十一世紀信息已經(jīng)成為了重要的開發(fā)性資源。與材料、能源共同構(gòu)成了社會物質(zhì)生活的“三大資源”。信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平已成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平與綜合國力的重要標(biāo)志。</p><p>　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)對人類生活、工作、學(xué)習(xí)和科學(xué)研究產(chǎn)生著越來越重要的影響。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為計算機學(xué)科最重要的研究領(lǐng)域和最重要的社會信息基礎(chǔ)

16、設(shè)施重要技術(shù)之一，在飛速發(fā)展的同時也存在大量急需解決的挑戰(zhàn)性問題。一方面高等教育，以計算機為核心的信息技術(shù)已成為很多專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容的有機組成部分，計算機應(yīng)用能力成為衡量大學(xué)生業(yè)務(wù)素質(zhì)與能力的標(biāo)識之一；另一方面初等教育中信息技術(shù)課程的普及，使高校新生的計算機基本知識起點有所提高[1]。</p><p>　　因此，研究網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論、解決網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)、培養(yǎng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代需要的高質(zhì)量人才，是計算機科學(xué)與技術(shù)科學(xué)在新

17、形式下的首要任務(wù)。建設(shè)先進的網(wǎng)絡(luò)實驗體系和實驗教材，對于培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)時代高質(zhì)量人才具有著極其重要的意義。</p><p>　　本論文的實驗設(shè)計是適合于初級接觸網(wǎng)絡(luò)的人，它能夠以直觀，簡潔，方便的形式展現(xiàn)在人們面前，讓人們以最快的速度去接觸網(wǎng)絡(luò)，了解網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的所有功能。</p><p>　　1.2 課題現(xiàn)實意義</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)時代的即將到來，給人類教育

18、帶來的沖擊是前所未有的，同時它也為教育提供了一個實現(xiàn)飛躍的機遇。教育要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來，首先應(yīng)該面向網(wǎng)絡(luò)。教育只有和網(wǎng)絡(luò)有機結(jié)合，才能跟上時代的發(fā)展[2]。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育的前提是網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，通過對實驗方案的設(shè)計，掌握網(wǎng)絡(luò)理論原理，進一步提高網(wǎng)絡(luò)實踐水平。</p><p>　　我國2010世博的舉辦，也證實了我國綜合國力的不斷提高，科技在不斷的飛速發(fā)展，但是這些都離不開計算機網(wǎng)絡(luò)的支持?，F(xiàn)在市場急需實踐

19、能力強，具有豐富專業(yè)知識與理論基礎(chǔ)的人才。我們只有通過不斷的去動手實驗，不斷的去親身操作與領(lǐng)悟，才能熟練的運用，只有這樣才符合社會需要在的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　實驗設(shè)計是學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的途徑，它也是掌握理論的途徑。我認為技術(shù)就是要靠實踐與理論結(jié)合，才能對網(wǎng)絡(luò)知識更加進一步的掌握，才能夠更好的與理論知識結(jié)合，能夠更</p><p>　　加深入的去理解理論知識，在做實驗的同時我們必須學(xué)會創(chuàng)新，

20、這對以后的學(xué)習(xí)與和工作產(chǎn)生巨大的影響[3]。</p><p><b>　　2 實驗設(shè)計基礎(chǔ)</b></p><p><b>　　2.1 物理層</b></p><p>　　主要定義物理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，如網(wǎng)線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質(zhì)的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流（就是由1、0轉(zhuǎn)化為電流強弱來進行傳輸,到達目

21、的地后在轉(zhuǎn)化為1、0，也就是我們常說的模數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)模轉(zhuǎn)換）。這一層的數(shù)據(jù)叫做比特[4]。</p><p><b>　　2.2 數(shù)據(jù)鏈路層</b></p><p>　　主要將從物理層接收的數(shù)據(jù)進行MAC地址（網(wǎng)卡的地址）的封裝與解封裝。常把這一層的數(shù)據(jù)叫做幀。在這一層工作的設(shè)備是交換機，數(shù)據(jù)通過交換機來傳輸。</p><p><b>　

22、　2.3 網(wǎng)絡(luò)層</b></p><p>　　主要將從下層接收到的數(shù)據(jù)進行IP地址（例192.168.0.1)的封裝與解封裝。在這一層工作的設(shè)備是路由器，常把這一層的數(shù)據(jù)叫做數(shù)據(jù)包。</p><p><b>　　2.4 傳輸層</b></p><p>　　定義了一些傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議和端口號（WWW端口80等），如：TCP（傳輸控制協(xié)議

23、，傳輸效率低，可靠性強，用于傳輸可靠性要求高，數(shù)據(jù)量大的數(shù)據(jù)），UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，與TCP特性恰恰相反，用于傳輸可靠性要求不高，數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)，如QQ聊天數(shù)據(jù)就是通過這種方式傳輸?shù)模?主要是將從下層接收的數(shù)據(jù)進行分段進行傳輸，到達目的地址后在進行重組。常常把這一層數(shù)據(jù)叫做段。</p><p><b>　　2.5 會話層</b></p><p>　　通過傳輸層（

24、端口號：傳輸端口與接收端口）建立數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。主要在你的系統(tǒng)之間發(fā)起會話或者接受會話請求（設(shè)備之間需要互相認識可以是IP也可以是MAC或者是主機名。</p><p><b>　　2.6 表示層</b></p><p>　　主要是進行對接收的數(shù)據(jù)進行解釋、加密與解密、壓縮與解壓縮等（也就是把計算機能夠識別的東西轉(zhuǎn)換成人能夠能識別的東西（如圖片、聲音等））。</p

25、><p><b>　　2.7 應(yīng)用層</b></p><p>　　主要是一些終端的應(yīng)用，比如說FTP（各種文件下載），WEB（IE瀏覽），QQ之類的（你就把它理解成我們在電腦屏幕上可以看到的東西．就 是終端應(yīng)用）。</p><p><b>　　3 PPP協(xié)議</b></p><p>　　3.1 PPP協(xié)

26、議簡介</p><p>　　PPP提供了一種在點對點的鏈路上封裝多協(xié)議數(shù)據(jù)報（IP、IPX和AppleTalk）的標(biāo)準(zhǔn)方法。它不僅能支持IP地址的動態(tài)分配和管理；同步（面向位的同步數(shù)據(jù)塊的傳送）或異步（起始位+數(shù)據(jù)位+奇偶校驗位+停止位）物理層的傳輸；網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的復(fù)用；鏈路的配置、質(zhì)量檢測和糾錯；而且還支持多種配置參數(shù)選項的協(xié)商。</p><p>　　PPP協(xié)議主要包括三部分：LCP（Li

27、nkControlProtocol）鏈路控制協(xié)議、NCP（NetworkControlProtocol）和PPP的擴展協(xié)議（如MultilinkProtocol）。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬已不在是瓶頸，所以PPP擴展協(xié)議的應(yīng)用也就越來越少，因此往往人們在敘述PPP協(xié)議時經(jīng)常會忘記它的存在[5]。而且大部分網(wǎng)絡(luò)教材上會將PPP的認證也作為PPP協(xié)議的一個主要部分，實際上這是一個錯誤概念的引導(dǎo)。PPP協(xié)議默認是不進行認證配置參數(shù)選項

28、的協(xié)商，它只作為一個可選的參數(shù)，當(dāng)點對點線路的兩端需要進行認證時才需配置。當(dāng)然在實際應(yīng)用中這個過程是不可忽略的，例如我們使用計算機上網(wǎng)時，需要通過PPP協(xié)議與NAS設(shè)備互連，在整個協(xié)議的協(xié)商過程中，我們需要輸入用戶名和密碼。因此當(dāng)別人說PPP協(xié)議主要包括LCP、認證和NCP協(xié)議三個部分時，你不要認為他的說法有誤，而只是不夠準(zhǔn)確罷了。</p><p><b>　　3.2 認證協(xié)議</b><

29、;/p><p>　　PPP協(xié)議也提供了可選的認證配置參數(shù)選項，缺省情況下點對點通信的兩端是不進行認證的。在LCP的Config-Request報文中不可一次攜帶多種認證配置選項，必須二者擇其一（PAP/CHAP），選擇最希望的那一種，一般是在PPP設(shè)備互連的設(shè)備上進行配置的，但一般設(shè)備會默認支持一個缺省的認證方式（PAP是大部分設(shè)備所默認的認證方式）。當(dāng)對端收到該配置請求報文后，如果支持配置參數(shù)選項中的認證方式，則回

30、應(yīng)一個Config-Ack報文；否則回應(yīng)一個Config-Nak報文，并附帶上自希望雙方采用的認證方式。當(dāng)對方接收到Config-Ack報文后就可以開始進行認證了，而如果收到得是Config-Nak報文，則根據(jù)自身是否支持Config-Nak報文中的認證方式來回應(yīng)對方，如果支持則回應(yīng)一個新的Config-Request（并攜帶上Config-Nak報文中所希望使用的認證協(xié)議），否則將回應(yīng)一個Config-Reject報文，那么雙方就無法

31、通過認證，從而不可能建立起PPP鏈路。</p><p>　　PPP支持兩種授權(quán)協(xié)議：PAP（PasswordAuthenticationProtocol）和CHAP（Challenge Hand Authentication Protocol）。</p><p>　　3.2.1 PAP認證</p><p>　　PAP認證是兩次握手，在鏈路建立階段，依據(jù)設(shè)備上的配置情

32、況，如果是使用PAP認證，則驗證方在發(fā)送Config-Request報文時會攜帶認證配置參數(shù)選項，而對于被驗證方而言則是不需要，它只需要收到該配置請求報文后根據(jù)自身的情況給對端返回相應(yīng)的報文。如果點對點的兩端設(shè)備采用的是PAP雙向認證時，也即是它同時也作為驗證方，則此時需要在配置請求報文中攜帶認證配置參數(shù)選項。因此，我們可以總結(jié)一下，如果對于點對點的兩個設(shè)備在PPP鏈路建立的過程中使用的認證方式為PAP的話，那么驗證方在其Config-

33、Request報文中必須含有認證配置參數(shù)選項，且該認證配置參數(shù)選項的數(shù)據(jù)域為0xC023，下圖為PAP認證的過程：</p><p>　　圖3-1 PAP認證過程</p><p>　　當(dāng)通信設(shè)備的兩端在收到對方返回的Config-Ack報文時，就從各自的鏈路建立階段進入到認證階段，那么作為被驗證方此時需要向驗證方發(fā)送PAP認證的請求報文，該請求報文攜帶了用戶名和密碼，當(dāng)驗證方收到該認證請求報

34、文后，則會根據(jù)報文中的實際內(nèi)容查找本地的數(shù)據(jù)庫，如果該數(shù)據(jù)庫中有與用戶名和密碼一致的選項時，則回向?qū)Ψ椒祷匾粋€認證請求響應(yīng)，告訴對方認證已通過。反之，如果用戶名與密碼不符，則向?qū)Ψ椒祷仳炞C不通過的響應(yīng)報文。如果雙方都配置為驗證方，則需要雙方的兩個單向驗證過程都完成后，方可進入到網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議階段，否則在一定次的認證失敗后，則會從當(dāng)前狀態(tài)返回鏈路不可用狀態(tài)。</p><p>　　3.2.2 CHAP認證</p&g

35、t;<p>　　與PAP認證比起來，CHAP認證更具有安全性，從前面認證過程的數(shù)據(jù)包交換過程中不然發(fā)現(xiàn)，采用PAP認證時，被驗證是采用明文的方式直接將用戶名和密碼發(fā)送給驗證方的，而對于PAP認證則不一樣。</p><p>　　CHAP為三次握手協(xié)議，它只在網(wǎng)絡(luò)上傳送用戶名而不傳送口令，因此安全性比PAP高。在驗證一開始，不像PAP一樣是由被驗證方發(fā)送認證請求報文了，而是由驗證方向被驗證方發(fā)送一段隨機

36、的報文，并加上自己的主機名，我們通稱這個過程叫做挑戰(zhàn)。當(dāng)被驗證方收到驗證方的驗證請求，從中提取出驗證方所發(fā)送過來的主機名，然后根據(jù)該主機名在被驗證方設(shè)備的后臺數(shù)據(jù)庫中去查找相同的用戶名的記錄，當(dāng)查找到后就使用該用戶名所對應(yīng)的密鑰，然后根據(jù)這個密鑰、報文ID和驗證方發(fā)送的隨機報文用Md5加密算法生成應(yīng)答，隨后將應(yīng)答和自己的主機名送回，同樣驗證方收到被驗證方發(fā)送回應(yīng)后，提取被驗證方的用戶名，然后去查找本地的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)找到與被驗證方一致用戶名

37、后，根據(jù)該用戶名所對應(yīng)的密鑰、保留報文ID和隨機報文用 Md5加密算法生成結(jié)果，和剛剛被驗證方所返回的應(yīng)答進行比較，相同則返回Ack，否則返回Nak，下圖為CHAP的認證過程：</p><p>　　圖3-2 CHAP認證過程</p><p><b>　　4 OSPF協(xié)議</b></p><p>　　目前應(yīng)用較多的路由協(xié)議有RIP和OSPF，它們

38、同屬于內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，但RIP基于距離矢量算法，而OSPF基于鏈路狀態(tài)的最短路徑優(yōu)先算法。它們在網(wǎng)絡(luò)中利用的傳輸技術(shù)也不同。</p><p>　　RIP是利用UDP的520號端口進行傳輸，實現(xiàn)中利用套接口編程，而OSPF則直接在IP上進行傳輸，它的協(xié)議號為89.在RIP當(dāng)中，所有的路由都由跳數(shù)來描述，到達目的地的路由最大不超過16跳，且只保留唯一的一條路由，這就限制了RIP的服務(wù)半徑，即其只適用于小型的簡單網(wǎng)絡(luò)[6

39、]。同時，運行RIP的路由器需要定期地（一般30s）將自己的路由表廣播到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，達到對網(wǎng)絡(luò)拓撲的聚合，這樣不但聚合的速度慢而且極容易引起廣播風(fēng)暴、累加到無窮、路由環(huán)致命等問題。為此，OSPF應(yīng)運而生。OSPF是基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，它克服了RIP的許多缺陷：</p><p>　　第一，OSPF不再采用跳數(shù)的概念，而是根據(jù)接口的吞吐率、擁塞狀況、往返時間、可靠性等實際鏈路的負載能力定出路由的代價，同時選擇最短、

40、最優(yōu)路由并允許保持到達同一目標(biāo)地址的多條路由，從而平衡網(wǎng)絡(luò)負荷；</p><p>　　第二，OSPF支持不同服務(wù)類型的不同代價，從而實現(xiàn)不同QoS的路由服務(wù)；</p><p>　　第三，OSPF路由器不再交換路由表，而是同步各路由器對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的認識，即鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，然后通過Dijkstra最短路徑算法計算出網(wǎng)絡(luò)中各目的地址的最優(yōu)路由。這樣OSPF路由器間不需要定期地交換大量數(shù)據(jù)，而只是保

41、持著一種連接，一旦有鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，才通過組播方式對這一變化做出反應(yīng)，這樣不但減輕了不參與系統(tǒng)的負荷而且達到了對網(wǎng)絡(luò)拓撲的快速聚會。而這些正是OSPF強大生命力和應(yīng)用潛力的根本所在。</p><p>　　OSPF是一種分層次的路由協(xié)議，其層次中最大的實體是AS（自治系統(tǒng)），即遵循共同路由策略管理下的一部分網(wǎng)絡(luò)實體。在每個AS中，將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的區(qū)域。每個區(qū)域都有自己特定的標(biāo)識號。對于主干（backbone）

42、區(qū)域，負責(zé)在區(qū)域之間分發(fā)鏈路狀態(tài)信息。這種分層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是根據(jù)OSPF的實際提出來的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中自治系統(tǒng)非常大時，網(wǎng)絡(luò)拓撲數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容就更多，所以如果不分層次的話，一方面容易造成數(shù)據(jù)庫溢出，另一方面當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，會引起整個網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點都重新計算一遍自己的路由表，既浪費資源與時間，又會影響路由協(xié)議的性能（如聚合速度、穩(wěn)定性、靈活性等）。因此，需要把自治系統(tǒng)劃分為多個域，每個域內(nèi)部維持本域一張唯一的拓撲結(jié)構(gòu)圖，且各域根據(jù)

43、自己的拓撲圖各自計算路由，域邊界路由器把各個域的內(nèi)部路由總結(jié)后在域間擴散。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某條鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，此鏈路所在的域中的每個路由器重新計算本域路由表，而其它域中路由器只需修改其路由表中的相應(yīng)條目而無須重新計算整個路由表，節(jié)省了計算路由表的時間。</p><p><b>　　5 路由器</b></p><p>　　路由器：連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，

44、它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號的設(shè)備。 路由器英文名Router，路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐、"交通警察"。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)的主力軍。</p><p><b>　　5.1 原理</b></p><p>　　路

45、由器（Router）是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，所謂邏輯網(wǎng)絡(luò)是代表一個單獨的網(wǎng)絡(luò)或者一個子網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)，路由器只接受源 站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備[7]。它不關(guān)心各子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求運行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相一致的軟件。路由器分本地路由

46、器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質(zhì)，并要求相應(yīng)的設(shè)備，如電話線要配調(diào)制解調(diào)器，無線要通過無線接收機、發(fā)射機。</p><p>　　5.1.1 路由器原理</p><p><b>　　其工作原理如下：</b></p><p>　　1.工作站A將工作站B的地址12.0.0.

47、5連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式發(fā)送給路由器1。</p><p>　　2.路由器1收到工作站A的數(shù)據(jù)幀后，先從包頭中取出地址12.0.0.5，并根據(jù)路徑表計算出發(fā)往工作站B的最佳路徑：R1->R2->R5->B；并將數(shù)據(jù)幀發(fā)往路由器2。</p><p>　　3.路由器2重復(fù)路由器1的工作，并將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給路由器5。</p><p>　　4.路由器5同樣

48、取出目的地址，發(fā)現(xiàn)12.0.0.5就在該路由器所連接的網(wǎng)段上，于是將該數(shù)據(jù)幀直接交給工作站B。</p><p>　　5.工作站B收到工作站A的數(shù)據(jù)幀，一次通信過程宣告結(jié)束。</p><p>　　事實上，路由器除了上述的路由選擇這一主要功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)流量控制功能。有的路由器僅支持單一協(xié)議，但大部分路由器可以支持多種協(xié)議的傳輸，即多協(xié)議路由器。由于每一種協(xié)議都有自己的規(guī)則，要在一個路由器中

49、完成多種協(xié)議的算法，勢必會 降低路由器的性能。因此，我們以為，支持多協(xié)議的路由器性能相對較低。用戶購買路由器時，需要根據(jù)自己的實際情況，選擇自己需要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的路由器。</p><p>　　5.1.2 路由器作用</p><p>　　路由器的一個作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

50、暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。</p><p>　　從過濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡(luò)物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網(wǎng)絡(luò)進行劃分。</p><p><b>　　5.2 路由選擇</b></p><p>　　對于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以

51、提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個明顯優(yōu)勢就是可以自動過濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說，在網(wǎng)絡(luò)中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復(fù)雜很多[8]。</p><p>　　一般說來，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來完成。</p><p>　　路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路

52、由器的關(guān)鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)－－路徑表（Routing Table），供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容[9]。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機控制。</p><p>　　路由器具有四個要素：輸入端口、輸出端口、交換開關(guān)、路由處理器和其他端口[10]。&

53、lt;/p><p><b>　　6 三級路由</b></p><p><b>　　6.1 客戶要求</b></p><p>　　整個網(wǎng)絡(luò)是公司總部、省會辦事處、地市網(wǎng)點三級結(jié)構(gòu)，并且保證三級網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)能夠正常傳輸。通過合理的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，快捷的滿足客戶的要求。所有設(shè)備采購Cisco設(shè)備。其中路由器是主要的配置目標(biāo)，交換機只

54、是輔助的設(shè)備，不在論文范圍之內(nèi)，這里只是做IPv4網(wǎng)絡(luò)地址和路由配置配置。</p><p><b>　　6.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖</b></p><p>　　該網(wǎng)絡(luò)拓撲圖是按照公司總部、省會辦事處和地市網(wǎng)點的三級結(jié)構(gòu)，如下圖所示：</p><p>　　圖6-1三級路由網(wǎng)絡(luò)拓撲圖</p><p>　　6.3 IP地址規(guī)劃<

55、/p><p>　　表6-1三級路由網(wǎng)絡(luò)IP規(guī)劃</p><p>　　6.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置</p><p>　　Router>enab[11]</p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#hostname R1</p><p>　　R1(c

56、onfig)#int s1/0</p><p>　　R1 (config-if)#ip addr 10.0.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R1 (config-if)#clock rate 64000</p><p>　　R1 (config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R1

57、(config-if)#no shutdown</p><p>　　R1 (config-if)#exit</p><p>　　R1(config)#int fa0/0</p><p>　　R1(config-if)#ip addr 10.20.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R1(config-if)#no sh

58、utdown</p><p>　　R1(config-if)#exit</p><p>　　R1(config)#router ospf 60</p><p>　　R1(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p>　　R1(config-router)#network 10.2

59、0.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p>　　R1(config-router)#end</p><p><b>　　R1#write</b></p><p><b>　　R1#exit</b></p><p>　　Switch>enab</p><p>

60、;　　Switch#conf t</p><p>　　Switch(config)#hostname S1</p><p>　　S1(config-if)#exit</p><p>　　S1(config)#ip routing</p><p>　　S1(config)#int g0/1</p><p>　　S1(co

61、nfig-if)#no switchport</p><p>　　S1(config-if)#ip addr 10.20.0.2 255.255.255.252</p><p>　　S1(config-if)#no shutdown</p><p>　　S1(config-if)#exit</p><p>　　S1(config)#route

62、r ospf 70</p><p>　　S1(config-router)#network 10.20.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p>　　S1(config-router)#end</p><p><b>　　S1#write</b></p><p><b>　　S1#exit</

63、b></p><p>　　Router>enab</p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#hostname R2</p><p>　　R2(config)#int s1/0</p><p>　　R2 (config-if)#ip addr 10.0.

64、0.2 255.255.255.252</p><p>　　R2 (config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R2 (config-if)#no shutdown</p><p>　　R2 (config-if)#exit</p><p>　　R2 (config)#int s1/2</p>

65、<p>　　R2 (config-if)#ip addr 20.0.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R2 (config-if)#clock rate 64000</p><p>　　R2 (config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R2 (config-if)#no shutdown<

66、/p><p>　　R2 (config-if)#exit</p><p>　　R2 (config)#int s1/3</p><p>　　R2 (config-if)#ip addr 20.20.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R2 (config-if)#clock rate 64000</p>&l

67、t;p>　　R2 (config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R2(config-if)#no shutdown</p><p>　　R2(confit-if)#exit</p><p>　　R2(config)#router ospf 10</p><p>　　R2(config-router)#n

68、etwork 20.0.0.0 0.0.0.3 area 0</p><p>　　R2(config-router)#network 20.20.0.0 0.0.0.3 area 0</p><p>　　R2(config-router)#network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p>　　R2 (config-router)#end

69、</p><p><b>　　R2#write</b></p><p><b>　　R2#exit</b></p><p>　　Router>enab</p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#hostname R

70、3</p><p>　　R3(config)#int s1/2</p><p>　　R3(config-if)#ip addr 20.0.0.2 255.255.255.252</p><p>　　R3(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R3(config-if)#no shutdown</p

71、><p>　　R3(config-if)#exit</p><p>　　R3(config)#int s1/1</p><p>　　R3(config-if)#ip addr 20.20.20.2 255.255.255.252</p><p>　　R3(config-if)#encapsulation ppp</p><p&

72、gt;　　R3(config-if)#no shutdown</p><p>　　R3(config-if)#exit</p><p>　　R3(config)#int s1/0</p><p>　　R3(config-if)#ip addr 30.0.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R3(config-if)#c

73、lock rate 64000</p><p>　　R3(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R3(config-if)#no shutdown</p><p>　　R3(config-if)#exit</p><p>　　R3(config)#router ospf 20</p>&l

74、t;p>　　R3(config-router)#network 20.20.20.0 0.0.0.3 area 0</p><p>　　R3(config-router)#network 20.0.0.0 0.0.0.3 area 0</p><p>　　R3(config-router)#network 30.0.0.0 0.0.0.3 area 2</p><

75、p>　　R3(config-router)#end</p><p><b>　　R3#write</b></p><p><b>　　R3#exit</b></p><p>　　Router>enab</p><p>　　Router#conf t</p><p>

76、;　　Router(config)#hostname R4</p><p>　　R4(config)#int s1/3</p><p>　　R4(config-if)#ip addr 20.20.0.2 255.255.255.252</p><p>　　R4(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R4

77、(config-if)#no shutdown</p><p>　　R4(config-if)#exit</p><p>　　R4(config)#int s1/1</p><p>　　R4(config-if)#ip addr 20.20.20.1 255.255.255.252</p><p>　　R4(config-if)#clock

78、rate 64000</p><p>　　R4(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R4(config-if)#no shutdown</p><p>　　R4(config-if)#exit</p><p>　　R4(config)#int s1/0</p><p>　　R4

79、(config-if)#ip addr 40.0.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R4(config-if)#clock rate 64000</p><p>　　R4(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R4(config-if)#no shutdown</p><p>

80、　　R4(config-if)#exit</p><p>　　R4(config)#router ospf 30</p><p>　　R4(config-router)#network 20.20.20.0 0.0.0.3 area 0</p><p>　　R4(config-router)#network 20.20.0.0 0.0.0.3 area 0</

81、p><p>　　R4(config-router)#network 40.0.0.0 0.0.0.3 area 3</p><p>　　R4(config-router)#end</p><p><b>　　R4#write</b></p><p><b>　　R4#exit</b></p>

82、<p>　　Router>enab</p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#hostname R5</p><p>　　R5(config)#int s1/0</p><p>　　R5(config-if)#ip addr 30.0.0.2 255.255.255.

83、252</p><p>　　R5(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R5(config-if)#no shutdown</p><p>　　R5(config-if)#exit</p><p>　　R5(config)#int fa0/0</p><p>　　R5(confi

84、g-if)#ip addr 30.20.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R5(config-if)#no shutdown</p><p>　　R5(config-if)#exit</p><p>　　R5(config)#router ospf 40</p><p>　　R5(config-router)#net

85、work 30.0.0.0 0.0.0.3 area 2</p><p>　　R5(config-router)#network 30.20.0.0 0.0.0.3 area 2</p><p>　　R5(config-router)#end</p><p><b>　　R5#write</b></p><p><

86、b>　　R5#exit</b></p><p>　　Switch>enab</p><p>　　Switch#conf t</p><p>　　Switch(config)#hostname S5</p><p>　　S5 (config)#ip routing</p><p>　　S5 (co

87、nfig)#int g0/1</p><p>　　S5 (config-if)#no switchport</p><p>　　S5 (config-if)#ip addr 30.20.0.2 255.255.255.252</p><p>　　S5 (config-if)#no shutdown</p><p>　　S5 (config-i

88、f)#exit</p><p>　　S5 (config)#router ospf 80</p><p>　　S5 (config-router)#network 30.20.0.0 0.0.0.3 area 2</p><p>　　S5 (config-router)#end</p><p><b>　　S5#write</

89、b></p><p><b>　　S5#exit</b></p><p>　　Router>enab</p><p>　　Router#conf t</p><p>　　Router(config)#hostname R6</p><p>　　R6(config)#int s1/0&l

90、t;/p><p>　　R6(config-if)#ip addr 40.0.0.2 255.255.255.252</p><p>　　R6(config-if)#encapsulation ppp</p><p>　　R6(config-if)#no shutdown</p><p>　　R6(config-if)#exit</p>

91、<p>　　R6(config)#int fa0/0</p><p>　　R6(config-if)#ip addr 40.20.0.1 255.255.255.252</p><p>　　R6(config-if)#no shutdown</p><p>　　R6(config-if)#exit</p><p>　　R6(co

92、nfig)#router ospf 50</p><p>　　R6(config-router)#network 40.0.0.0 0.0.0.3 area 3</p><p>　　R6(config-router)#network 40.20.0.0 0.0.0.3 area 3</p><p>　　R6(config-router)#end</p>

93、<p><b>　　R6#write</b></p><p><b>　　R6#exit</b></p><p>　　Switch>enab</p><p>　　Switch#conf t</p><p>　　Switch(config)#hostname S6</p>

94、<p>　　S6(config)#ip routing</p><p>　　S6(config)#int g0/1</p><p>　　S6(config-if)#no switchport</p><p>　　S6(config-if)#ip addr 40.20.0.2 255.255.255.252</p><p>　　S

95、6(config-if)#no shutdown</p><p>　　S6(config-if)#exit</p><p>　　S6(config)#router ospf 90</p><p>　　S6(config-router)#network 40.20.0.0 0.0.0.3 area 3</p><p>　　S6(config-r

96、outer)#end</p><p><b>　　S6#write</b></p><p><b>　　S6#exit</b></p><p><b>　　6.5 參考配置</b></p><p><b>　　R1>enab</b></p>

97、;<p>　　R1#show run</p><p>　　Building configuration...</p><p>　　Current configuration : 763 bytes</p><p><b>　　!</b></p><p>　　version 12.4</p>&

98、lt;p>　　no service timestamps log datetime msec</p><p>　　no service timestamps debug datetime msec</p><p>　　no service password-encryption</p><p><b>　　!</b></p>

99、<p>　　hostname R1</p><p><b>　　!</b></p><p><b>　　!</b></p><p>　　interface FastEthernet0/0</p><p>　　ip address 10.20.0.1 255.255.255.252<

100、/p><p>　　duplex auto</p><p>　　speed auto</p><p><b>　　!</b></p><p>　　interface FastEthernet0/1</p><p>　　no ip address</p><p>　　duplex

101、auto</p><p>　　speed auto</p><p><b>　　!</b></p><p>　　interface Serial1/0</p><p>　　ip address 10.0.0.1 255.255.255.252</p><p>　　encapsulation ppp

102、</p><p>　　clock rate 64000</p><p><b>　　!</b></p><p>　　interface Serial1/1</p><p>　　no ip address</p><p><b>　　!</b></p><p

103、>　　interface Serial1/2</p><p>　　no ip address</p><p><b>　　!</b></p><p>　　interface Serial1/3</p><p>　　no ip address</p><p><b>　　!</

104、b></p><p>　　interface Vlan1</p><p>　　no ip address</p><p><b>　　shutdown</b></p><p><b>　　!</b></p><p>　　router ospf 60</p>

105、<p>　　log-adjacency-changes</p><p>　　network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p>　　network 10.20.0.0 0.0.0.3 area 1</p><p><b>　　!</b></p><p>　　ip classless

106、</p><p><b>　　!</b></p><p>　　line con 0</p><p>　　line vty 0 4</p><p><b>　　login</b></p><p><b>　　!</b></p><p&g

107、t;<b>　　end</b></p><p><b>　　7 結(jié)果分析與討論</b></p><p>　　由于起初未能真正熟練掌握Cisco Packet Tracer 5.3 命令行模擬器的全部功能，在配置路由器的過程中還是比較順利的，在給三層交換機配置IPv4網(wǎng)絡(luò)地址的時候，發(fā)現(xiàn)要開啟路由功能（ip routing）和端口開啟（no swi

108、tchport）命令之后才可以配置，但是二層交換機卻不可以配置IPv4網(wǎng)絡(luò)地址。還好，路由器的配置比較順利，這個論文也達到了目標(biāo)。</p><p><b>　　8 總結(jié)</b></p><p>　　本課題是采用 Cisco Packet Tracer 5.3 命令行模擬器進行規(guī)劃的拓撲圖，所用的交換機/路由器命令全是在命令行里進行驗證的，中間出現(xiàn)一些問題，整個過程中有

109、些不順利，有時寫的命令保存不了，要重新配置，查閱有些書籍，發(fā)現(xiàn)有些命令有錯誤，還要進行命令的核實。而且還存在著許多不足之處，如：Cisco Packet Trracer 5.3命令模擬器里的二層交換機不可以配置IPv4網(wǎng)絡(luò)地址。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]趙海發(fā)，田廣強.計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ).黃河水利出版社，2007.8 <

110、;/p><p>　　[2]石碩，郭庚麒.計算機組網(wǎng)技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2008.9</p><p>　　[3]梁莉. 淺析局域網(wǎng)建設(shè)中的若干問題[J]. 成都師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報, 2003,(02) </p><p>　　[4]馮昊，黃治虎.交換機/路由器的配置與管理.—2版.—北京：清華大學(xué)出版社，2009.4</p><p>　　[

111、5]尹安. 校園網(wǎng)絡(luò)安全狀況及防護措施[J]. 中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊, 2008,(07)</p><p>　　[6]王群.計算機網(wǎng)絡(luò)安全管理.—北京：人民郵電出版社，2010.3</p><p>　　[7]陳積慧. 高校局域網(wǎng)的組建過程[J]. 海南廣播電視大學(xué)學(xué)報, 2006,(01) .</p><p>　　[8]高峽，李永俊，鐘嘯劍.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連實驗指南.—北京

112、：科學(xué)出版社，2009.4</p><p>　　[9]（美） Jeanna Matthews 著，李毅超.譯 《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程》 北京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[10]（美） Lorenzo Cantoni , （美）Stefano Tardini.Internet. Routledge，2006</p><p>　　[11]（美）Pete

113、rsen, David. Computer network systems approach.北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在此，我要感謝我的母?！?*******學(xué)院給我的學(xué)習(xí)平臺，給我的學(xué)習(xí)機會，給我三年的培養(yǎng)，讓我完成了人生的又一次脫變，有了質(zhì)的